【正文】 的毛體積密度， g/cm3； ma —— 干燥試件在空氣中的質(zhì)量， g； mp —— 蠟封試件在空氣中的質(zhì)量， g； mc —— 蠟封試件在水中的質(zhì)量， g； γ f —— 蠟對(duì)水的相對(duì)密度， g/cm3，約等于 1。 ρ w —— 常溫水的密度， g/cm3，約等于 1。 體積法 采用游標(biāo)卡尺測(cè)量瀝青混合料試件的體積，它適用于 空隙率較大 、吸水嚴(yán)重，甚至完全透水或不能用表干法或蠟封法測(cè)定的瀝青混合料試件。 (2)瀝青混合料試件的 空隙率 定義： 指壓實(shí)狀態(tài)下瀝青混合料內(nèi)礦料與瀝青實(shí)體之外的空隙（不包含礦料本身或表面已被瀝青封閉的孔隙）體積占試件總體積的百分率。 式中： VV—— 瀝青混合料試件空隙率， %； ρ —— 瀝青混合料的毛體積密度， g/cm3； ρ t—— 壓實(shí)瀝青混合料試件的理論最大密度 ① 測(cè)試方法對(duì)瀝青混合料試件空隙率的影響 水中重法 表干法 體積法。因此，在評(píng)價(jià)瀝青混合料空隙率時(shí)，應(yīng)根據(jù)試件空隙率水平，按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。 不同測(cè)試條件下瀝青混合料密度與空隙率計(jì)算結(jié)果 ② 組成材料與壓實(shí)條件對(duì)空隙率的影響 ，空隙率減小。 ，試件的空隙率越大。 ，空隙率顯著降低， 空隙率 是瀝青混合料最重要的體積特征參數(shù)，它的大小影響著瀝青混合料的穩(wěn)定性和耐久性，是瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)之一 。 空隙率對(duì)路面穩(wěn)定性和耐久性的影響 a. 空隙率過(guò)低，因塑性流動(dòng)而產(chǎn)生車轍。 ，可能增加瀝青的氧化速率和老化程度，并增加水分進(jìn)入導(dǎo)致瀝青剝落。 （ 3）瀝青混合料試件的 瀝青體積百分率 定義： 壓實(shí)瀝青混合料試件中瀝青實(shí)體的體積占試件總體積的百分比稱為瀝青體積百分率。 （油石比） （瀝青含量） 式中： VA—— 瀝青混合料試件的瀝青體積百分率， % ρ w， Pa ， ρ s ， Pb ， γ s —— 意義同前。 （ 4）瀝青混合料試件的 礦料間隙率 定義：指壓實(shí)瀝青混合料試件中礦料實(shí)體以外的空間體積占試件總體積的百分率，等于試件空隙率與瀝青體積百分率之和： VMA＝ VA＋ VV 式中： VMA—— 瀝青混合料試件的礦料間隙率， %； VA —— 瀝青混合料試件的瀝青體積百分率， % VV —— 瀝青混合料試件的空隙率， % （ 5）瀝青混合料試件的 瀝青飽和度 （ 瀝青填隙率 ） 定義：指壓實(shí)瀝青混合料試件中瀝青實(shí)體體積占礦料骨架實(shí)體以外的空間體積的百分率。 VFA＝ VA/VMA 100％ 式中： VFA—— 瀝青混合料試件的瀝青飽和度， %； VA—— 瀝青混合料試件的瀝青體積百分率， % VMA—— 瀝青混合料試件的礦料間隙率， % 1)馬歇爾穩(wěn)定度 2） 流值 3） 馬歇爾模數(shù) 以 瀝青用量 為橫坐標(biāo) ， 以瀝青混合料試件的 密度 、 空隙率 、 瀝青飽和度 、 馬歇爾穩(wěn)定 度和 流值 指標(biāo)為縱坐標(biāo) ， 將試驗(yàn)結(jié)果繪制成關(guān)系 曲線 。 （ 1） 確定最佳瀝青用量的初始值 OAC1 馬歇爾 穩(wěn)定度 和 密度 最大值相應(yīng)的瀝青用量 a1和 a2，以及與設(shè)計(jì)要求 空隙率 范圍中值和 飽和度中值 范圍對(duì)應(yīng)的瀝青用量 a a4，最佳瀝青用量的初始值 OAC1： OAC1＝（ a1＋ a2＋ a3＋ a4 ） /4 如果在所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍： OAC1＝（ a1＋ a2＋ a3） /3 OAC1＝（ a1＋ a2＋ a3＋ a4 ） /4 （ 2）確定瀝青最佳用量的初始值 OAC2 根據(jù)各項(xiàng)性能對(duì)瀝青用量的要求，求出均符合各項(xiàng)指標(biāo)瀝青用量范圍 OACmin~ OACmax，則瀝青最佳用量初始值 OAC2： OAC2＝（ OACmin＋ OACmax） /2 OACmax OACmin OAC2＝（ OACmin＋ OACmax） /2 （ 3）根據(jù) OAC1 和 OAC2確定 OAC 首先檢查初始值 OAC1，各項(xiàng)指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)檢驗(yàn) VMA是否符合要求。當(dāng)符合要求時(shí)，由 OAC1及 OAC2共同決定最佳瀝青用量 OAC。否則應(yīng)調(diào)整級(jí)配，直至各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。 （ 4）綜合確定最佳瀝青用量 OAC 考慮工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、道路等級(jí)、交通特性、氣候條件等因素。 一般 取 OAC1及 OAC2的 平均值 為最佳瀝青用量 OAC。 對(duì)熱區(qū)道路、高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路，預(yù)計(jì)有可能出現(xiàn)大車轍時(shí)，在 中限值 OAC2與下限值 OACmin的范圍 內(nèi)決定最佳瀝青用量，但一般不宜小于 %。 對(duì)寒區(qū)道路、旅游區(qū)道路，最佳瀝青用量 在中限值 OAC2與上限值 OACmax范圍內(nèi)決定，但一般不宜大于OAC2+%。 1）瀝青混合料的 高溫 穩(wěn)定性指標(biāo) 對(duì)于高速公路、一級(jí)公路和城市快速路、主干路瀝青路面 上面層和中面層 的瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)進(jìn)行車轍試驗(yàn)檢驗(yàn)。 瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)符合規(guī)范中的要求。對(duì)于交通量特別大，超載車輛特別多的運(yùn)煤專線、廠礦道路，可以通過(guò)提高氣候分區(qū)等級(jí)來(lái)提高對(duì)動(dòng)穩(wěn)定度的要求。對(duì)于輕交通為主的旅游區(qū)道路，可以根據(jù)情況適當(dāng)降低要求。 2） 瀝青混合料的 低溫 抗裂性指標(biāo) 為了提高瀝青路面低溫抗裂性，應(yīng)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為 10℃ ，加載速度為 50mm/min?；旌狭系钠茐膽?yīng)變應(yīng)滿足有關(guān)技術(shù)要求。 3）瀝青混合料的 水穩(wěn)定性 指標(biāo) 在進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)時(shí)，除了對(duì)瀝青與石料的粘附性等級(jí)進(jìn)行檢驗(yàn)外，還應(yīng)在規(guī)定條件下進(jìn)行瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比應(yīng)滿足有關(guān)的技術(shù)要求。 改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均不得小于 80%。 熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)例 [例題 ]某 高速公路 瀝青路面 上面層 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 該高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)為 三層式 結(jié)構(gòu)，上面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)厚度 4cm。氣候條件： 7月份平均最高氣溫為 32℃ ，年極端最低氣溫為 ℃ ，年降雨量為1500mm。 瀝青材料 ：瀝青密度 ，經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)性能均符合要求。 礦質(zhì)材料 ： 3檔集料的級(jí)配組成見(jiàn)表 321，集料采用石灰石軋制，抗壓強(qiáng)度 120Mpa，洛杉磯磨耗率 12%，粘附性等級(jí) 5級(jí)，表觀密度 g/cm3。 礦粉 :采用石灰石磨細(xì)石粉，粒度范圍符合技術(shù)要求，無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊，表觀密度 g/cm3。 2．設(shè)計(jì)要求 （ 1）確定瀝青混合料類型，并進(jìn)行礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)； （ 2）確定最佳瀝青用量； （ 3）根據(jù)高速公路用瀝青混合料要求，檢驗(yàn)瀝青混合料的 水穩(wěn)定性和抗車轍能力。 解： （ 1）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì) ①確定瀝青混合料類型以及礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍 根據(jù)設(shè)計(jì)資料，所鋪筑道路為高速公路，瀝青路面為 上面層 ，結(jié)構(gòu)層厚度為 4cm。選擇 AC13I(DAC13)型瀝青混合料，相應(yīng)的設(shè)計(jì)級(jí)配范圍查表確定，設(shè)計(jì)級(jí)配范圍和中值見(jiàn)下表。 ② 采用圖解法進(jìn)行礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì) 步驟 1：繪制圖解法用圖 繪制圖解法用圖。根據(jù)表中 AC13I瀝青混合料的級(jí)配中值數(shù)值，確定各篩孔尺寸在橫坐標(biāo)上的位置。然后將各檔集料與礦粉的級(jí)配曲線繪制在圖中。 步驟 2：確定各種集料用量 在集料 A與集料 B級(jí)配曲線相重疊部分作一垂線 AA＇，是垂線截取這兩條級(jí)配曲線的縱坐標(biāo)值相等（即 a=a＇）。垂線 AA＇與對(duì)角線 OO＇由一交點(diǎn) M，過(guò) M引一水平線，與縱坐標(biāo)交于 P點(diǎn)， OP的長(zhǎng)度 X=31%，即為集料 A的用量。同理，求出集料 B的用量 Y=30%，集料 C的用量 Z=31%，礦粉 D的用量 W=8%。 31%碎石用量 8%礦粉用量 31%砂用量 30%石屑用量 步驟 3：配合比校核與調(diào)整 按照集料 A:集料 B:集料 C:礦粉 D=31%:30%:31%:8%的比例，計(jì)算礦質(zhì)混合料的 合成級(jí)配 ，結(jié)果見(jiàn)表。由表可以看出，合成級(jí)配在篩孔 %，超出了設(shè)計(jì)級(jí)配范圍 （ 4%8%） 的要求，需要對(duì)集料比例進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)試算，采用 減少集料 B、增加集料 C并較少礦粉 D用量 的方法來(lái)調(diào)整配合比。 經(jīng)調(diào)整后的配合比為：集料 A:集料 B:集料 C:礦粉D=31%:26%:37%:6%。調(diào)整后，礦質(zhì)混合料的合成級(jí)配見(jiàn)表中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值，可以看出，合成級(jí)配曲線完全在設(shè)計(jì)要求的級(jí)配范圍之內(nèi)，并且接近中值。因此，本例題配合比設(shè)計(jì)結(jié)果為： 碎石用量 X=31%，石屑用量 Y=26%， 砂的用量 Z=37%，礦粉用量 W=6%。 （ 2）瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn) ①試件成型 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) AC13I型瀝青混合料的瀝青用量范圍為 %－ %。采用 %間隔變化，分別選擇瀝青用量 %、 %、 %、 %、 %拌制 五組 瀝青混合料，每面各擊實(shí) 75次成型五組試件。 ②試件物理力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定 根據(jù)瀝青混合料的材料組成，計(jì)算各瀝青用量下試件的理論最大密度。采用表干法測(cè)定試件的空氣中質(zhì)量和表干質(zhì)量，計(jì)算試件的毛體積密度、礦料間隙率、瀝青飽和度等體積參數(shù)指標(biāo)，結(jié)果如表。 在 60℃ 溫度下，測(cè)定個(gè)組試件的馬歇爾穩(wěn)定度和流值，結(jié)果見(jiàn)表中最后兩列。表中最后一行中的數(shù)據(jù)是瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)的技術(shù)要求，供對(duì)照評(píng)定。 ③繪制瀝青混合料物理 力學(xué)指標(biāo)與瀝青用量的關(guān)系圖 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，繪制瀝青用量與毛體積密度、空隙率、瀝青飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度和流值等指標(biāo)的關(guān)系曲線圖，如圖。 （ 3）最佳瀝青用量確定 ①確定最佳瀝青初始用量 OAC1 由圖 324得，與馬歇爾穩(wěn)定 最大值 對(duì)應(yīng)的瀝青用量 a1=%，對(duì)應(yīng)于密度 最大值 的瀝青用量 a2=%，對(duì)應(yīng)于規(guī)定 空隙率范圍中值 的瀝青用量 a3=%、對(duì)應(yīng)瀝青 飽和度中值 范圍中值 a4＝ %，將 a a a a4代入前式，得到最佳瀝青初始值： OAC1=(%+%+%)/3=% ② 確定最佳瀝青初始用量 OAC2 確定各項(xiàng)指標(biāo)均符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的瀝青用量范圍，見(jiàn)圖中陰影部分，其中 OACmin=%，OACmax=%，代入前式： OAC2=(%+%)/2=% 瀝青最佳用量初始值 OAC1=%∈ （ OACmin， OACmax）=（ ， ），即當(dāng)瀝青用量為 %時(shí)，瀝青混合料試件的各項(xiàng)指標(biāo)均能符合技術(shù)要求。 ③ 綜合確定最佳瀝青用量 OAC 一般條件下，以 OAC1和 OAC2的平均值作為最佳瀝青用量，即 OAC=%。 當(dāng)?shù)?7月平均最高氣溫 32℃ ，年極端最低氣溫℃ ，查表確定該瀝青路面的氣候分區(qū)屬于夏炎熱冬溫區(qū)（ 14），考慮在高速公路上渠化交通對(duì)瀝青路面的作用，預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)車轍，故在中限值 OAC2與下限值 OACmin之間在確定一個(gè)瀝青最佳用量 OAC＇ =%。 （ 4）瀝青混合料的 水穩(wěn)定性檢驗(yàn) 采用瀝青用量 %和 %分別制備瀝青混合料試件，按照規(guī)定方法進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融